JP2019077890A - Copper alloy for electronic material - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、各種電子部品に用いることに好適な析出硬化型銅合金であるCu−Co−Si系合金に関するものであり、特には、曲げ加工時の寸法精度を向上させることのできる技術を提案するものである。 The present invention relates to a Cu--Co--Si alloy which is a precipitation-hardened copper alloy suitable for use in various electronic parts, and in particular, proposes a technique capable of improving the dimensional accuracy during bending. It is
コネクタ、スイッチ、リレー、ピン、端子、リードフレーム等の各種電子部品に使用される電子材料用銅合金には、基本特性として高強度及び高導電性(又は熱伝導性)を両立させることが要求される。そして、近年は、電子部品の高集積化及び小型化・薄肉化が急速に進み、これに伴って電子機器部品に使用される銅合金に対する要求はさらに高度化している。特にコネクタを大型化させないためには、550MPa以上の圧延平行方向の0.2%耐力と55%IACS以上の導電率が望まれる。 Copper alloys for electronic materials used in various electronic components such as connectors, switches, relays, pins, terminals, lead frames etc. are required to have both high strength and high conductivity (or thermal conductivity) as basic characteristics Be done. And, in recent years, high integration, miniaturization, and thinning of electronic parts have rapidly progressed, and the requirements for copper alloys used for electronic parts have been further advanced along with this. In particular, in order not to enlarge the connector, a 0.2% proof stress in the parallel rolling direction of 550 MPa or more and a conductivity of 55% IACS or more are desired.
高強度及び高導電性の観点から、電子材料用銅合金として従来のりん青銅、黄銅等に代表される固溶強化型銅合金に代えて、析出硬化型銅合金の使用量が増加している。析出硬化型銅合金では、溶体化処理された過飽和固溶体を時効処理することにより、微細な析出物が均一に分散して、合金の強度が高くなると同時に、銅中の固溶元素量が減少し電気伝導性が向上する。このため、ばね性などの機械的性質に優れ、しかも電気伝導性、熱伝導性が良好な材料が得られる。 From the viewpoint of high strength and high conductivity, the amount of use of the precipitation hardening copper alloy is increasing instead of the conventional solid solution strengthened copper alloy represented by phosphor bronze, brass and the like as a copper alloy for electronic materials . In the precipitation hardening type copper alloy, when the solution-processed supersaturated solid solution is subjected to an aging treatment, the fine precipitates are dispersed uniformly, and the strength of the alloy becomes high, and at the same time, the amount of solid solution elements in copper decreases. Electrical conductivity is improved. For this reason, it is possible to obtain a material which is excellent in mechanical properties such as spring property and is also excellent in electrical conductivity and thermal conductivity.
析出硬化型銅合金のうち、コルソン系合金と一般に称されるCu−Ni−Si系合金は比較的高い導電性、強度、及び曲げ加工性を有する代表的な銅合金であり、当業界では現在活発に開発が行われている合金の一つである。この銅合金では、銅マトリックス中に微細なNi−Si系金属間化合物粒子を析出させることにより、強度と導電率の向上を図ることができる。
このようなコルソン系合金では、更なる特性の改善を目的として、NiをCoに置き換えたCu−Co−Si系合金が提案されている。
Among precipitation-hardened copper alloys, Cu-Ni-Si alloys generally referred to as corson alloys are representative copper alloys having relatively high conductivity, strength, and bending workability, and are currently used in the art. It is one of the alloys under active development. In this copper alloy, strength and conductivity can be improved by precipitating fine Ni-Si based intermetallic compound particles in a copper matrix.
In such Corson alloys, Cu-Co-Si alloys in which Ni is replaced by Co have been proposed for the purpose of further improving the properties.
Cu−Co−Si系合金は一般の曲げ加工性に関し、特許文献1及び2には、Cu−Co−Si系合金で結晶方位を制御する技術が記載されている。 The Cu-Co-Si type alloy is related to general bending workability, and patent documents 1 and 2 describe the art which controls crystal orientation with a Cu-Co-Si type alloy.
具体的には、特許文献1では、EBSD(Electron Back−Scatter Diffraction:電子後方散乱回折)測定における結晶方位解析において、Brass方位{110}<112>の面積率が20%以下、Copper方位{121}<111>の面積率が20%以下、Cube方位{001}<100>の面積率が5〜60%であり、0.2%耐力が500MPa以上、導電率が30%IACS以上であることを特徴とする銅合金材料が記載されている。また、特許文献2には、EBSD測定における結晶方位解析において、cube方位{001}<100>の面積率が7〜47%であることを特徴とする銅合金板材、さらには、S方位{231}<346>の面積率が5〜40%である銅合金板材が記載されている。 Specifically, in Patent Document 1, in crystal orientation analysis in EBSD (Electron Back-Scatter Diffraction: electron backscattering diffraction) measurement, the area ratio of Brass orientation {110} <112> is 20% or less, Copper orientation {121 Area ratio of <111> is 20% or less, area ratio of Cube orientation {001} <100> is 5 to 60%, 0.2% proof stress is 500 MPa or more, conductivity is 30% IACS or more A copper alloy material is described which is characterized by Patent Document 2 also describes a copper alloy sheet material characterized in that the area ratio of cube orientation {001} <100> is 7 to 47% in crystal orientation analysis in EBSD measurement, and further, S orientation {231 The copper alloy sheet material whose area ratio of <346> is 5 to 40% is described.
しかしながら、特許文献1及び2に係る銅合金板材は、曲げ加工性が優れているものの、曲げ加工時におけるスプリングバックについてはなお不十分な点が存するものと考えられる。スプリングバックとは、曲げ加工において、材料から成形工具を離すと材料の変形が若干戻ってしまう現象のことである。スプリングバックは、完成部品の寸法精度に悪影響を及ぼす。 However, although the copper alloy sheet materials according to Patent Documents 1 and 2 are excellent in bending workability, it is considered that there is still an insufficient point in spring back at the time of bending. Springback is a phenomenon in which deformation of the material is slightly restored when the forming tool is released from the material in bending. Springback adversely affects the dimensional accuracy of the finished part.
特許文献1及び2に係る銅合金板材は、Cube方位{001}<100>を発達させて曲げ加工性を改善しているが、Cube方位{001}<100>を発達させた材料のヤング率が低下する傾向にある。一方、スプリングバックの量は、材料の降伏応力に比例し、ヤング率に反比例するため、Cube方位{001}<100>を発達させればスプリングバックが大きくなってしまう。 The copper alloy sheet materials according to Patent Documents 1 and 2 develop Cube orientation {001} <100> to improve bending workability, but Young's modulus of a material having Cube orientation {001} <100> developed Tend to decrease. On the other hand, since the amount of springback is proportional to the yield stress of the material and inversely proportional to the Young's modulus, springback becomes large if Cube orientation {001} <100> is developed.
このように、特許文献1及び2に係る銅合金板材は、曲げ加工時におけるスプリングバックにより、完成部品の寸法精度が十分ではなかった。
スプリングバック対策としては、合金に曲げ加工を施す前に曲げ部にVノッチを施す方法などがあるが、不可避的に曲げ部強度が低下し、割れが生じやすくなる。
Thus, the copper alloy sheet material which concerns on patent document 1 and 2 was not enough as the dimensional accuracy of the finished components by the spring back at the time of bending.
As a measure against spring back, there is a method of forming a V-notch in a bent portion before bending the alloy, but inevitably the strength of the bent portion is reduced and a crack is easily generated.
この発明は、このような問題を解決することを課題とするものであり、その目的は、電子材料に用いて好適な0.2%耐力、導電率及び曲げ加工性を有するとともに、曲げ加工時におけるスプリングバックを抑制した信頼性の高い電子材料用銅合金を提供することにある。 An object of the present invention is to solve such a problem, and the object is to have 0.2% proof stress, conductivity and bending workability suitable for use in electronic materials, and at the time of bending It is an object of the present invention to provide a highly reliable copper alloy for electronic materials in which the springback in the above is suppressed.
発明者は鋭意検討の結果、Cu−Co−Si系合金において、圧延平行方向の結晶方位を表したステレオ三角に対し、ベクトル法による表示で用いられる等面積分割を行って得られた所定位置の結晶方位の集積度を制御することで、曲げ加工時におけるスプリングバックを抑制することができることを見出した。そして、このような結晶方位の集積度の制御は、均質化焼鈍、熱間圧延及び溶体化処理など処理条件を調節することにより実現できるとの新たな知見を得た。 As a result of intensive studies, the inventor of the present invention has found that, in a Cu-Co-Si alloy, stereo triangles representing crystal orientations in the rolling parallel direction are subjected to equal area division used in vector method display and obtained at predetermined positions. It has been found that by controlling the degree of integration of crystal orientation, it is possible to suppress springback during bending. And, it was found that such control of the degree of accumulation of crystal orientation can be realized by adjusting processing conditions such as homogenization annealing, hot rolling and solution treatment.
上記の知見の下、本発明は、0.5〜3.0質量%のCoを含有し、かつSiを質量割合でCo/Siが3〜5となるように含有し、残部が銅および不可避的不純物からなり、EBSD(Electron Back Scatter Diffraction:電子後方散乱回折)測定から得られる圧延平行方向(RD)の結晶方位を表したステレオ三角に対し、ベクトル法による表示で用いられる等面積分割を行って得られたボックス番号1、21、36の結晶方位の集積度をそれぞれS1、S21、S36としたとき、
S=S21/(S1+S36)≧0.5
の関係を満たす電子材料用銅合金である。
Under the above findings, the present invention contains 0.5 to 3.0% by mass of Co, and contains Si in a mass ratio such that Co / Si is 3 to 5 with the balance being copper and unavoidable Performs equal area division used in vector method display on stereo triangles representing crystal orientations in the rolling parallel direction (RD) obtained from chemical impurities and obtained from EBSD (Electron Back Scatter Diffraction) measurement. When the degree of integration of the crystal orientations of box numbers 1 , 21 and 36 obtained as above is S 1 , S 21 and S 36 respectively,
S = S 21 / (S 1 + S 36 ) ≧ 0.5
It is a copper alloy for electronic materials which satisfies the relationship of
本発明の電子材料用銅合金は、JIS H3130(2012)に準拠した90°W曲げ試験において、曲げ試験片における曲げ加工部(3箇所のうち中央部)の実際の曲げ変形角度をθ(°)とするとき、スプリングバック量Δθを示すθ−90°の値が5°以下であることが好ましい。 The copper alloy for electronic materials of the present invention has an actual bending deformation angle of θ (° in the central portion among the three portions in a bending test piece) in a 90 ° W bending test according to JIS H 3130 (2012). When it is referred to as), it is preferable that the value of (theta) -90 degrees which shows spring back amount (DELTA) (theta) is 5 degrees or less.
本発明の電子材料用銅合金は、JIS H3130(2012)に準拠した90°W曲げ試験において、曲げ試験片における曲げ加工部(3箇所のうち中央部)の外周表面におけるJIS B0601(2013)に準拠した表面平均粗さRaが1.0μm以下であることが好ましい。 The copper alloy for electronic materials of the present invention is, according to JIS H 3130 (2012), in a 90 ° W bending test, JIS B 0601 (2013) on the outer peripheral surface of the bent portion (central portion among three points) in the bending test piece The compliant surface average roughness Ra is preferably 1.0 μm or less.
本発明の電子材料用銅合金は、さらにCrを0.5質量%以下で含有することが好ましい。 The copper alloy for electronic materials of the present invention preferably further contains Cr at 0.5% by mass or less.
本発明の電子材料用銅合金は、さらにZn及びSnをそれぞれ0.5質量%以下、Niを0.1質量%以下、Mg、Mn、Fe、Ti、Al、P及びBをそれぞれ0.2質量%以下で含有し、それらのZn、Sn、Ni、Mg、Mn、Fe、Ti、Al、P及びBから選択される少なくとも一種類以上の合計が1.0質量%以下であることが好ましい。 The copper alloy for electronic materials of the present invention further contains Zn and Sn at 0.5 mass% or less, Ni at 0.1 mass% or less, Mg, Mn, Fe, Ti, Al, P and B at 0.2. It is preferable that the total content of at least one or more selected from Zn, Sn, Ni, Mg, Mn, Fe, Ti, Al, P, and B be 1.0% by mass or less. .
さらに、本発明は、本発明の電子材料用銅合金を備えた電子部品も提供する。 Furthermore, the present invention also provides an electronic component comprising the copper alloy for electronic materials of the present invention.
本発明によれば、好適な0.2%耐力、導電率及び曲げ加工性を有するとともに、曲げ加工時におけるスプリングバックを抑制した信頼性の高い電子材料用銅合金を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a highly reliable copper alloy for electronic materials which has suitable 0.2% proof stress, conductivity and bending workability and which suppresses springback during bending.
以下に、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
この発明の一の実施形態の電子材料用銅合金は、0.5〜3.0質量%のCoを含有し、かつSiを質量割合でCo/Siが3〜5となるように含有し、残部が銅および不可避的不純物からなり、EBSD(Electron Back Scatter Diffraction:電子後方散乱回折)測定から得られる圧延平行方向(RD)の結晶方位を表したステレオ三角に対し、ベクトル法による表示で用いられる等面積分割を行って得られたボックス番号1、21、36の結晶方位の集積度をそれぞれS1、S21、S36としたとき、
S=S21/(S1+S36)≧0.5
の関係を満たす。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The copper alloy for electronic materials according to one embodiment of the present invention contains 0.5 to 3.0% by mass of Co, and contains Si in a mass ratio of 3 to 5 of Co / Si, Used in vector method display for stereo triangles that represent the crystal orientation in the rolling parallel direction (RD) obtained from EBSD (Electron Back Scatter Diffraction) measurement, with the balance being copper and unavoidable impurities Assuming that the degree of integration of crystal orientations of box numbers 1 , 21 and 36 obtained by performing equal area division is S 1 , S 21 and S 36 respectively,
S = S 21 / (S 1 + S 36 ) ≧ 0.5
Meet the relationship.
(Coの添加量)
CoおよびSiは、適当な熱処理を施すことによりCo2Siとして母相中に析出し、導電率を劣化させずに高強度化が図れる。ただし、Co濃度が0.5質量%未満の場合は析出硬化が不十分となり、他方の成分を添加しても所望とする強度が得られない。また、Co濃度が3.0質量%を超える場合は十分な強度が得られるものの、導電性や曲げ加工性、熱間加工性が低下する。
好ましくは、1.0〜2.5質量%のCoとする。
(Co addition amount)
Co and Si are precipitated in the matrix as Co 2 Si by performing appropriate heat treatment, and high strength can be achieved without deteriorating the conductivity. However, when the Co concentration is less than 0.5% by mass, precipitation hardening is insufficient, and even if the other component is added, the desired strength can not be obtained. When the Co concentration exceeds 3.0% by mass, sufficient strength can be obtained, but the conductivity, bending workability, and hot workability are reduced.
Preferably, it is 1.0 to 2.5% by mass of Co.
(Siの添加量)
Siは質量割合でCo/Siが3〜5となるように調整する。上記割合とすれば、析出硬化後の強度と導電率を共に向上させることができる。上記割合が5を超えると、時効処理でのCo2Siの析出が不十分になり、強度が低下する。上記割合が3未満であると、Co2Siとして析出しないSiが母相中に固溶し、導電率が低下する。
(Addition amount of Si)
Si is adjusted so that Co / Si becomes 3 to 5 in mass ratio. With the ratio, it is possible to improve both the strength and the conductivity after precipitation hardening. When the ratio exceeds 5, precipitation of Co 2 Si in the aging treatment becomes insufficient, and the strength decreases. If the ratio is less than 3, Si that does not precipitate as Co 2 Si forms a solid solution in the matrix phase, and the conductivity decreases.
(Crの添加量)
Crは溶解鋳造時の冷却過程において結晶粒界に優先析出するため粒界を強化でき、熱間加工時の割れが発生しにくくなり、歩留り低下を抑制できる。すなわち、溶解鋳造時に粒界析出したCrは溶体化処理などで再固溶するが、続く時効析出時にCrを主成分としたbcc構造の析出粒子またはSiとの化合物を生成する。通常のCu−Co−Si系合金では添加したSi量のうち、時効析出に寄与しなかったSiは母相に固溶したまま導電率の上昇を抑制するが、珪化物形成元素であるCrを添加して、珪化物をさらに析出させることにより、固溶Si量を低減でき、強度を損なわずに導電率を上昇できる。しかしながら、Cr濃度が0.5質量%を超えると粗大な第二相粒子を形成しやすくなるため、製品特性を損なう。従って、この発明では、Crを最大で0.5質量%添加することができる。但し、0.03質量%未満ではその効果が小さいので、好ましくは0.03〜0.5質量%、より好ましくは0.09〜0.3質量%添加するのがよい。
(Cr addition amount)
Cr preferentially precipitates on grain boundaries in the cooling process at the time of melt casting, so that the grain boundaries can be strengthened, cracking at the time of hot working becomes difficult to occur, and yield loss can be suppressed. That is, although Cr precipitated at grain boundaries during melt casting re-dissolves by solution treatment or the like, during subsequent aging precipitation, it forms a compound with precipitated particles of bcc structure mainly composed of Cr or Si. In the usual Cu-Co-Si alloy, Si, which did not contribute to the aging precipitation, among the amount of Si added, suppresses the increase in conductivity while remaining in solid solution in the matrix, but Cr which is a silicide forming element By further depositing the silicide, the amount of solid solution Si can be reduced, and the conductivity can be increased without losing the strength. However, if the Cr concentration exceeds 0.5% by mass, coarse second phase particles are likely to be formed, which impairs product properties. Therefore, in the present invention, Cr can be added at a maximum of 0.5% by mass. However, if the amount is less than 0.03% by mass, the effect is small, so it is preferable to add 0.03 to 0.5% by mass, more preferably 0.09 to 0.3% by mass.
(Sn及びZnの添加量)
Sn及びZnにおいても、微量の添加で、導電率を損なわずに強度、応力緩和特性、めっき性等の製品特性を改善する。添加の効果は主に母相への固溶により発揮される。しかしながら、Sn及びZnの各濃度が0.5質量%を超えると特性改善効果が飽和するうえ、製造性を損なう。また製品において目的の方位が得られず、曲げ加工性が低下する。従って、この発明では、Sn及びZnはそれぞれ最大0.5質量%添加することができる。但し、Sn及びZnの合計が0.05質量%未満ではその効果が小さいので、Sn及びZnの合計は、好ましくは0.05〜0.5質量%、より好ましくは0.1〜0.5質量%とすることができる。
(Addition amount of Sn and Zn)
Also in Sn and Zn, the addition of a small amount improves the product characteristics such as strength, stress relaxation characteristics and plating property without losing the conductivity. The effect of the addition is mainly exhibited by solid solution in the matrix phase. However, if each concentration of Sn and Zn exceeds 0.5% by mass, the property improvement effect is saturated and the productivity is impaired. In addition, the desired orientation can not be obtained in the product, and the bending processability is reduced. Therefore, in the present invention, each of Sn and Zn can be added up to 0.5% by mass. However, since the effect is small when the total of Sn and Zn is less than 0.05% by mass, the total of Sn and Zn is preferably 0.05 to 0.5% by mass, more preferably 0.1 to 0.5. It can be mass%.
(Niの添加量)
Niは適当な熱処理を施すことでNi2Siとして母相中に析出し、合金の強度を向上させるので添加することができる。ただしNiの濃度が0.1質量%を超えると導電率が損なわれるため、Niの添加量は好ましくは0.02〜0.1質量%とする。
(Ni addition amount)
Ni can be added as it is precipitated in the matrix as Ni 2 Si by appropriate heat treatment to improve the strength of the alloy. However, when the concentration of Ni exceeds 0.1% by mass, the conductivity is impaired, so the addition amount of Ni is preferably 0.02 to 0.1% by mass.
(Mg、Mn、Fe、Ti、Al、P及びBの添加量)
Mg、Mn、Fe、Ti、Alは、微量の添加で、導電率を損なわずに強度、応力緩和特性等の製品特性を改善する。Pは脱酸効果を有し、Bは鋳造組織の微細化効果を有し、熱間加工性を向上させる効果を有する。添加の効果は主に母相への固溶により発揮されるが、第二相粒子に含有されることで一層の効果を発揮させることもできる。しかしながら、Mg、Mn、Fe、Ti、Al、P及びBの各濃度が0.2質量%を超えると特性改善効果が飽和するうえ、製造性を損なう。従って、この発明では、Mg、Mn、Fe、Ti、Al、P及びBをそれぞれ最大0.2質量%添加することができる。但し、Mg、Mn、Fe、Ti、Al、P及びBの合計が0.01質量%未満ではその効果が小さいので、Mg、Mn、Fe、Ti、Al、P及びBの合計は、好ましくは0.01〜0.2質量%、より好ましくは0.04〜0.2質量%とすることができる。
(Addition amounts of Mg, Mn, Fe, Ti, Al, P and B)
Mg, Mn, Fe, Ti, and Al, when added in small amounts, improve product characteristics such as strength and stress relaxation characteristics without losing conductivity. P has a deoxidizing effect, B has a refining effect on the cast structure, and has an effect to improve the hot workability. The effect of the addition is exhibited mainly by solid solution in the matrix phase, but it is possible to exhibit further effects by being contained in the second phase particles. However, if the concentration of each of Mg, Mn, Fe, Ti, Al, P and B exceeds 0.2% by mass, the property improvement effect is saturated and the productivity is impaired. Therefore, in the present invention, Mg, Mn, Fe, Ti, Al, P and B can be added up to 0.2 mass% at the maximum. However, if the sum of Mg, Mn, Fe, Ti, Al, P and B is less than 0.01% by mass, the effect is small, so the sum of Mg, Mn, Fe, Ti, Al, P and B is preferably It can be 0.01 to 0.2% by mass, more preferably 0.04 to 0.2% by mass.
上述したZn、Sn、Ni、Mg、Mn、Fe、Ti、Al、P及びBを含有する場合、それらのZn、Sn、Ni、Mg、Mn、Fe、Ti、Al、P及びBから選択される少なくとも一種類以上の合計は1.0質量%以下とする。この合計が1.0質量%を超えると、導電率が低下する。また製品において目的の方位が得られず、曲げ加工性が低下する。 When it contains Zn, Sn, Ni, Mg, Mn, Fe, Ti, Al, P and B mentioned above, it is selected from those Zn, Sn, Ni, Mg, Mn, Fe, Ti, Al, P and B The total of at least one or more of them is 1.0% by mass or less. If this total exceeds 1.0% by mass, the conductivity decreases. In addition, the desired orientation can not be obtained in the product, and the bending processability is reduced.
(0.2%耐力)
コネクタ等の所定の電子材料で要求される特性を満たすため、圧延平行方向の0.2%耐力は好ましくは550MPa以上、より好ましくは580MPa以上とする。0.2%耐力の上限値は、特に規制されないが、55%IACS以上の導電率となるには、典型的には800MPa以下である。
0.2%耐力は、引張試験機を用いてJIS Z2241に準拠して測定する。
(0.2% proof stress)
In order to satisfy the characteristics required for a predetermined electronic material such as a connector, the 0.2% proof stress in the rolling parallel direction is preferably 550 MPa or more, more preferably 580 MPa or more. The upper limit value of the 0.2% proof stress is not particularly limited, but is typically 800 MPa or less to achieve a conductivity of 55% IACS or more.
0.2% proof stress is measured according to JIS Z2241 using a tensile tester.
(導電率)
導電率は55%IACS以上とする。これにより、電子材料として有効に用いることができる。導電率はJIS H0505に準拠して4端子法で測定することができる。導電率は、60%IACS以上であることが好ましい。
(conductivity)
Conductivity shall be 55% IACS or more. Thereby, it can be effectively used as an electronic material. The conductivity can be measured by the four-terminal method in accordance with JIS H0505. The conductivity is preferably 60% IACS or more.
(結晶方位の集積度)
圧延平行方向(RD)の結晶方位を表したステレオ三角に対し、ベクトル法による表示で用いられる等面積分割を行って得られたボックス番号1、21、36の結晶方位の集積度をそれぞれS1、S21、S36としたとき、
S=S21/(S1+S36)≧0.5
の関係を満たせば、曲げ加工性が良好となり、また曲げ加工時におけるスプリングバックを有効に抑制することができる。
ここで、S1は<001>方向、S21は<211>方向、S36は<111>方向の集積度に相当する。
理由は必ずしも明らかではなくあくまでも推定であるが、結晶の塑性変形のしやすさを表すシュミット(Schmid)因子が、S21:<211>では0.41であり、S36:<111>方向では0.27であることから、シュミット因子の小さいS36の集積度を減らし、Schmid因子の大きいS21の集積度を大きくすることで、曲げ加工性を向上させることができると考えられる。またS1:<001>はスプリングバックに悪影響をもたらすCube方位{001}<100>の集積に従って増加するため、S1の集積度を小さくすることでスプリングバックを低減させられると考えられる。
この観点から、Sは、好ましくは1.0以上、さらに好ましくは2.0以上とする。
結晶方位の集積度は、EBSD(Electron Back Scatter Diffraction:電子後方散乱回折)測定から得られる。
図1は、銅合金の結晶方位を表すベクトル法(2軸極点図法)の回転角のステレオ投影図表示である。図1において、銅合金板表面の圧延平行方向(RD)を表す点RDは、それが載っているステレオ三角(T1)上の座標(ψ、λ)で示されている。このステレオ三角を、等面積分割(Ruerらによる)で36個に区分したものが図2である。この図2のステレオ三角における結晶方位のうち、番号1で示された領域にあるものが「ボックス番号1の結晶方位」である(古林、「再結晶と材料組織」、第1版、内田老鶴圃、第88〜89頁参照)。また、「ボックス番号1の結晶方位の集積度」は、ボックス番号1に相当する方位で表される極点図上の区画の平均強度を表す。ボックス番号21、36の結晶方位についても同様に規定する。
(The degree of accumulation of crystal orientation)
The degree of integration of the crystal orientations of box numbers 1, 21 and 36 obtained by performing equal area division used in the vector method display on stereo triangles representing crystal orientations in the rolling parallel direction (RD) is S 1 , S 21 and S 36 ,
S = S 21 / (S 1 + S 36 ) ≧ 0.5
If the following condition is satisfied, bending workability is improved, and spring back at the time of bending can be effectively suppressed.
Here, S 1 is <001> direction, S 21 is <211> direction, S 36 corresponds to the <111> direction of integration.
The reason is not necessarily clear and is only an estimate, but the Schmid factor representing the ease of plastic deformation of the crystal is 0.41 in S 21 : <211> and in the S 36 : <111> direction. since it is 0.27, reducing the degree of integration of small S 36 of the Schmid factor, by increasing the degree of integration of a large S 21 of Schmid factor is considered possible to improve the bending workability. The S 1: <001> is to increase according to the accumulation of Cube orientation {001} <100> to bring an adverse effect on the spring-back is believed to be reduce spring back by reducing the degree of integration S 1.
From this viewpoint, S is preferably 1.0 or more, more preferably 2.0 or more.
The degree of integration of crystal orientation is obtained from EBSD (Electron Back Scatter Diffraction) measurement.
FIG. 1 is a stereographic projection display of the rotation angle of the vector method (two-axis pole figure method) representing the crystal orientation of a copper alloy. In FIG. 1, a point RD representing the rolling parallel direction (RD) of the surface of the copper alloy plate is indicated by coordinates (ψ, λ) on the stereo triangle (T1) on which it is mounted. It is FIG. 2 which divided this stereo triangle into 36 by equal area division (by Ruer et al.). Among the crystal orientations in the stereo triangle of FIG. 2, the crystal orientation in the region indicated by the number 1 is “the crystal orientation of the box number 1” (Furubayashi, “Recrystallization and material structure”, 1st edition, Uchida Tsurushima, pages 88-89). Further, “the degree of integration of crystal orientation of box No. 1” represents the average intensity of the section on the pole figure represented by the orientation corresponding to box No. 1. The crystal orientations of box numbers 21 and 36 are similarly defined.
(スプリングバック量Δθ)
スプリングバック量Δθが小さいことは、曲げ加工時におけるスプリングバックが有効に抑制されたことの現れである。この観点から、スプリングバック量Δθは5°以下とし、好ましくは4.0°以下、さらに好ましくは3.5°以下とする。
スプリングバック量Δθは、JIS H3130(2012)に準拠した90°W曲げ試験において、曲げ試験片における曲げ加工部(3箇所のうち中央部)の実際の曲げ変形角度をθ(°)とするとき、θ−90°の式にて測定することができる。
(Springback amount Δθ)
The small amount of springback Δθ is a manifestation of effective suppression of springback at the time of bending. From this viewpoint, the amount of springback Δθ is 5 ° or less, preferably 4.0 ° or less, and more preferably 3.5 ° or less.
The amount of springback Δθ is θ (°) when the actual bending deformation angle of the bending portion (central portion among the three portions) in the bending test piece is 90 ° W bending test based on JIS H 3130 (2012) And θ-90 ° can be measured.
(曲げ加工部外周表面粗さRa)
材料表面の微小な凹凸が起点となって亀裂へと成長していく現象があるため、曲げ加工部外周表面粗さRaが小さければ、亀裂への成長がしにくく、曲げ加工しやすい。この観点から、曲げ加工部外周表面粗さRaは1.0μm以下とし、好ましくは0.8μm以下、さらに好ましくは0.6μm以下とする。
曲げ加工部外周表面粗さRaは、JIS H3130(2012)に準拠した90°W曲げ試験において、曲げ試験片における曲げ加工部(3箇所のうち中央部)の外周表面につき、JIS B0601(2013)に準拠して測定することができる。
(Bent part outer peripheral surface roughness Ra)
Since there is a phenomenon that small irregularities on the surface of the material start to grow into cracks, if the roughness Ra of the outer peripheral surface of the bent portion is small, it is difficult to grow into cracks and it is easy to bend. From this viewpoint, the roughness Ra of the outer periphery of the bent portion is 1.0 μm or less, preferably 0.8 μm or less, and more preferably 0.6 μm or less.
In the 90 ° W bending test according to JIS H 3 130 (2012), the outer peripheral surface roughness Ra of the bent portion is JIS B 0601 (2013) on the outer peripheral surface of the bent portion (central portion among three points) in the bending test piece. It can be measured in accordance with
(製造方法)
上述したようなCu−Co−Si系合金は、インゴットを製造する工程、均質化焼鈍工程、熱間圧延工程、溶体化処理工程、時効処理工程、最終冷間圧延工程を順次に行うことにより製造することができる。なお熱間圧延後、必要に応じて面削を行うことが可能である。
(Production method)
The Cu-Co-Si alloy as described above is manufactured by sequentially performing an ingot manufacturing process, a homogenizing annealing process, a hot rolling process, a solution treatment process, an aging process, and a final cold rolling process. can do. In addition, after hot rolling, it is possible to carry out facing as needed.
具体的には、まず大気溶解炉等を用いて電気銅、Co、Si等の原料を溶解し、所望の組成の溶湯を得る。そしてこの溶湯をインゴットに鋳造する。その後、熱間圧延を行い、溶体化処理、時効処理(450〜550℃で1〜24h)、最終冷間圧延(加工度10〜50%)を行う。最終冷間圧延後に歪取焼鈍を行ってもよい。歪取焼鈍は、通常Ar等の不活性雰囲気中で400〜600℃で0.5〜5minにわたって行うことができる。なお、溶体化処理後に冷間圧延、時効処理の順に行ってもよい。 Specifically, first, a raw material such as electric copper, Co, Si or the like is melted using an atmospheric melting furnace or the like to obtain a molten metal having a desired composition. Then, the molten metal is cast into an ingot. Thereafter, hot rolling is performed, and solution treatment, aging treatment (1 to 24 h at 450 to 550 ° C.), and final cold rolling (processing degree 10 to 50%) are performed. After the final cold rolling, strain relief annealing may be performed. The strain relief annealing can be performed usually at 400 to 600 ° C. for 0.5 to 5 minutes in an inert atmosphere such as Ar. After the solution treatment, cold rolling and aging treatment may be performed in this order.
ここで、この製造方法では、インゴット製造の後に、所定の条件の均質化焼鈍、熱間圧延及び溶体化処理を行うことが肝要である。従来技術では、これらの工程の条件が最適化されず、この発明のような特性を得ることができず、特にスプリングバックを有意に抑制し得なかった。
以下に、これらの均質化焼鈍、熱間圧延及び溶体化処理の各工程を中心に詳細に述べる。なおその他の工程は、Cu−Co−Si系合金の製造工程において通常採用される条件とすることが可能である。
Here, in this production method, it is important to perform homogenization annealing, hot rolling and solution treatment under predetermined conditions after the ingot production. In the prior art, the conditions of these steps were not optimized, the characteristics as in the present invention could not be obtained, and in particular, springback could not be suppressed significantly.
In the following, the respective steps of the homogenization annealing, hot rolling and solution treatment will be described in detail. In addition, it is possible to set it as the conditions normally employ | adopted in the manufacturing process of a Cu-Co-Si type | system | group alloy in another process.
<インゴット製造>
溶解鋳造は一般的には大気溶解炉で行うが、真空中又は不活性ガス雰囲気中で行うことも可能である。電気銅を溶解した後に、Co、Si等各試料の組成に応じて原料を添加し、撹拌後一定時間保持して、所望の組成の溶湯を得る。そして、この溶湯を1250℃以上に調整した後、インゴットに鋳造する。Co、Si以外、Crを0.5質量%以下、Zn、Sn、Ni、Mg、Mn、Fe、Ti、Al、P及びBから選択される少なくとも一種類以上を合計1.0質量%以下になるように添加することもできる。
<Ingot production>
Melting casting is generally carried out in an atmospheric melting furnace, but can also be carried out in vacuum or in an inert gas atmosphere. After the electric copper is melted, the raw materials are added according to the composition of each sample such as Co, Si, etc., and after stirring it is held for a fixed time to obtain a molten metal having a desired composition. And after adjusting this molten metal to 1250 degreeC or more, it casts to an ingot. In addition to Co and Si, 0.5 mass% or less of Cr, at least one or more selected from Zn, Sn, Ni, Mg, Mn, Fe, Ti, Al, P, and B to a total of 1.0 mass% or less It can also be added to
<均質化焼鈍>
均質化焼鈍を適切な温度・時間で行うことで、鋳造時に生じた粗大なCo−Si粒子を母相に固溶させ、積層欠陥エネルギーを低い状態にすることができる。積層欠陥エネルギーが低い材料では交差すべりが困難なために、動的回復が起こりにくく、転位が蓄積されやすい。続く熱間圧延において、この蓄積された転位を駆動力として動的再結晶が起こり、結晶粒が微細化される。製品において目的の結晶方位の集積度(S21/(S1+S36)≧0.5)を得るためには、この熱間圧延終了時の結晶粒径が小さい方が好ましい。均質化焼鈍の温度が高すぎる場合、材料が溶解する可能性があるほか、動的再結晶が進行しすぎて熱間圧延終了時の結晶粒が粗大になり、製品において目的の結晶方位の集積度が得られない。均質化焼鈍の温度が低すぎる場合、粗大なCo−Si粒子を母相に固溶させることができず、製品において目的の方位が得られない。具体的には均質化温度は950〜1025℃が好ましく、時間は1〜24hが好ましい。
<Homogenization annealing>
By performing the homogenization annealing at an appropriate temperature and time, coarse Co-Si particles generated at the time of casting can be dissolved in the matrix and the stacking fault energy can be made low. Since materials with low stacking fault energy are difficult to cross-slip, dynamic recovery is less likely to occur and dislocations are likely to be accumulated. In the subsequent hot rolling, dynamic recrystallization occurs with the accumulated dislocations as a driving force to refine the crystal grains. In order to obtain the desired degree of accumulation of crystal orientation (S 21 / (S 1 + S 36 ) ≧ 0.5) in a product, it is preferable that the grain size at the end of the hot rolling be smaller. If the temperature of homogenization annealing is too high, the material may be melted, and dynamic recrystallization proceeds too much, resulting in coarse grains at the end of hot rolling, and accumulation of the desired crystal orientation in the product. I can not get a degree. When the temperature of the homogenization annealing is too low, coarse Co-Si particles can not be solid-solved in the matrix, and a desired orientation can not be obtained in the product. Specifically, the homogenization temperature is preferably 950 to 1025 ° C., and the time is preferably 1 to 24 h.
<熱間圧延>
均質化焼鈍終了後のインゴットを炉から抽出して熱間圧延を行う。熱間圧延の最終パスにおける圧延ひずみ速度ε(sec-1)を大きくすることによって、より大きなエネルギーで強加工することができ、動的再結晶により熱間圧延終了時の結晶粒径を小さくすることができる。ここで圧延ひずみ速度εは次式で表される。
また熱間圧延後は速やかに冷却することが望ましい。冷却速度が遅い場合、粗大なCo−Si粒子が析出してしまう。粗大なCo−Si粒子が多く存在した場合、これらを溶体化処理にて十分に固溶させることができず、製品において所定の強度が得られない。また、ボックス番号21に相当する方位の集積度が十分に発達せず、曲げ加工性が低下する。この化合物の析出温度域は400℃以上であるため、熱間圧延終了後400℃以下まで急冷(例えば、水冷)することにより、この析出を抑制することができる。具体的には、400℃までの冷却速度は15℃/sec以上、好ましくは20℃/sec以上とする。
<Hot rolling>
The ingot after completion of the homogenization annealing is extracted from the furnace and subjected to hot rolling. By increasing the rolling strain rate ε (sec -1 ) in the final pass of hot rolling, strong processing can be performed with higher energy, and the grain size at the end of hot rolling is reduced by dynamic recrystallization. be able to. Here, the rolling strain rate ε is expressed by the following equation.
In addition, it is desirable to quickly cool after hot rolling. When the cooling rate is slow, coarse Co-Si particles are precipitated. When a large number of coarse Co-Si particles are present, they can not be sufficiently dissolved in solution treatment, and a predetermined strength can not be obtained in the product. In addition, the degree of integration of the orientation corresponding to the box No. 21 is not sufficiently developed, and the bending workability is reduced. Since the precipitation temperature range of this compound is 400 ° C. or more, this precipitation can be suppressed by quenching (eg, water cooling) to 400 ° C. or less after the completion of the hot rolling. Specifically, the cooling rate to 400 ° C. is 15 ° C./sec or more, preferably 20 ° C./sec or more.
<溶体化処理>
溶体化処理の目的は、熱間圧延時に析出したCo−Si粒子を固溶させ、溶体化処理以降の時効硬化能を高めることである。溶体化処理の温度が低すぎると、これらの析出物を十分に固溶させることができず、所定の強度が得られない。またボックス番号21に相当する方位の集積度が十分に発達せず、曲げ加工性が低下する。溶体化処理の温度が高すぎると、析出物による粒界のピン止め効果がなくなり、結晶粒が粗大化して強度が低下する。またボックス番号1に相当する方位の集積度が大きくなり、曲げ加工時のスプリングバックが大きくなる。溶体化処理の温度としては、溶体化処理前の銅合金素材が、第二相粒子組成の固溶限付近の温度になるまで加熱することが好ましい。具体的には、850〜1000℃で0.5〜10min加熱する。また、第二相粒子の析出や再結晶粒の粗大化を防止する観点から、溶体化処理後の冷却速度はできるだけ高い方が好ましい。具体的には、材料温度が溶体化処理温度から400℃まで低下するときの平均冷却速度を15℃/sec以上とするのが好ましく、50℃/sec以上とするのがより好ましい。
<Solution treatment>
The purpose of the solution treatment is to cause Co-Si particles precipitated during hot rolling to form a solid solution and to enhance the age hardenability after the solution treatment. If the temperature of the solution treatment is too low, these precipitates can not be sufficiently dissolved, and a predetermined strength can not be obtained. Further, the degree of integration of the orientation corresponding to the box No. 21 is not sufficiently developed, and the bending workability is lowered. When the temperature of the solution treatment is too high, the pinning effect of the grain boundaries by the precipitates disappears, and the crystal grains are coarsened to lower the strength. Further, the degree of integration of the orientation corresponding to the box No. 1 is increased, and the springback at the time of bending is increased. As a temperature of the solution treatment, it is preferable to heat the copper alloy material before the solution treatment to a temperature near the solid solubility limit of the second phase particle composition. Specifically, the heating is performed at 850 to 1000 ° C. for 0.5 to 10 minutes. Moreover, from the viewpoint of preventing precipitation of second phase particles and coarsening of recrystallized grains, it is preferable that the cooling rate after the solution treatment be as high as possible. Specifically, the average cooling rate when the material temperature decreases from the solution treatment temperature to 400 ° C. is preferably 15 ° C./sec or more, and more preferably 50 ° C./sec or more.
<時効処理>
溶体化処理に引き続いて、適切な大きさの析出物が均一に分布するように時効処理を行うことで、所望の強度および導電率が得られる。時効処理の温度は、450℃より低いと導電率が低くなり、550℃より高いと強度が低下するので、450〜550℃とすることが好ましい。また時効処理の時間は1〜24hが好ましい。時効処理は、酸化被膜の発生を抑制するためにAr、N2、H2等の不活性雰囲気で行うことが好ましい。
<Aging treatment>
Subsequent to the solution treatment, the desired strength and conductivity can be obtained by performing an aging treatment so that precipitates of appropriate size are uniformly distributed. The temperature of the aging treatment is preferably 450 to 550 ° C. because the conductivity is lower when the temperature is lower than 450 ° C. and the strength is lowered when the temperature is higher than 550 ° C. Moreover, as for the time of an aging treatment, 1 to 24 h is preferable. The aging treatment is preferably performed in an inert atmosphere of Ar, N 2 , H 2 or the like in order to suppress the generation of an oxide film.
<最終冷間圧延>
時効処理後に引き続いて最終の冷間圧延を行うことで、転位を導入し強度上昇をはかる。圧延加工度が高いほど高強度の材料が得られるが、圧延加工度が高すぎるとせん断帯の存在する結晶粒の割合が多くなり曲げ加工性が悪化する。そこで、強度と曲げ加工性の良好なバランスを得るために、最終冷間圧延加工度を10〜50%、好ましくは20〜40%とする。
<Final cold rolling>
By performing final cold rolling after the aging treatment, dislocations are introduced to increase strength. A material with high strength can be obtained as the degree of rolling processing is higher, but if the degree of rolling processing is too high, the proportion of crystal grains in which shear bands are present will increase and the bending workability will deteriorate. Therefore, in order to obtain a good balance of strength and bending workability, the final degree of cold rolling is set to 10 to 50%, preferably 20 to 40%.
<歪取焼鈍>
最終の冷間圧延に引き続いて、歪取焼鈍を行うことによって、加工中に材料に生じた残留応力を取り除くことができ、ばね性が向上する。歪取焼鈍の保持温度が高すぎると、また保持時間が長すぎると粗大なCo−Si粒子が析出して強度低下を招く。保持温度は400〜600℃、好ましくは450〜550℃とする。また保持時間は0.5〜5min、好ましくは1〜3minとする。
<Strain relief annealing>
Subsequent to final cold rolling, stress relief annealing can remove the residual stress generated in the material during processing, and improves the springability. If the holding temperature of strain relief annealing is too high, and if the holding time is too long, coarse Co-Si particles are precipitated to cause a reduction in strength. The holding temperature is 400 to 600 ° C., preferably 450 to 550 ° C. The holding time is 0.5 to 5 minutes, preferably 1 to 3 minutes.
なお、上記各工程の合間に適宜、表面の酸化スケール除去のための研削、研磨、ショットブラスト酸洗等の工程を行なうことができる。 In addition, processes such as grinding, polishing, shot blasting and pickling for removing oxide scale on the surface can be appropriately performed between the above respective processes.
この発明のCu−Co−Si系合金は種々の伸銅品、例えば板、条、管、棒及び線に加工することができ、更に、このCu−Co−Si系銅合金は、リードフレーム、コネクタ、ピン、端子、リレー、スイッチ、二次電池用箔材等の電子部品等に使用することができる。特に、コネクタを製造する際のプレス時による高い寸法精度を得ることができる。 The Cu-Co-Si alloy of the present invention can be processed into various copper products such as plates, strips, tubes, rods and wires, and further, the Cu-Co-Si copper alloy has a lead frame, It can be used for electronic components such as connectors, pins, terminals, relays, switches, and foils for secondary batteries. In particular, high dimensional accuracy can be obtained at the time of pressing when manufacturing the connector.
次に、この発明の電子材料用銅合金を試作し、その性能を確認したので以下に説明する。但し、ここでの説明は単なる例示を目的とするものであり、それに限定されることを意図するものではない。 Next, since the copper alloy for electronic materials of this invention was made as an experiment and the performance was confirmed, it demonstrates below. However, the description herein is for the purpose of illustration only and is not intended to be limiting.
表1に示す成分組成の銅合金を、高周波溶解炉を用いて1300℃で溶製し、厚さ30mmのインゴットに鋳造した。次いで、このインゴットを表1に示す条件で均質化した後、表1に記載の圧延ひずみ速度で板厚10mmまで熱間圧延し、熱間圧延終了温度を900℃とした。熱間圧延終了後は材料温度が400℃となるまで表1に示す平均冷却速度で水冷却し、その後は空気中に放置して冷却した。そして、表面のスケール除去のため厚さ9mmまで面削を施した後、冷間圧延を行い、表1に示す条件で溶体化処理を実施した後、500℃で12hの時効処理を行い、最終冷間圧延により厚さ0.1mmの板とした。最後に、500℃で1minの歪取焼鈍を行った。
このようにして得られた各試験片に対し、以下の特性評価を行った。その結果を表2に示す。
The copper alloy having the component composition shown in Table 1 was melted at 1300 ° C. using a high frequency melting furnace, and cast into a 30 mm thick ingot. Then, the ingot was homogenized under the conditions shown in Table 1, and then hot rolled to a plate thickness of 10 mm at a rolling strain rate shown in Table 1, and the hot rolling end temperature was 900 ° C. After completion of the hot rolling, the material was water cooled at an average cooling rate shown in Table 1 until the material temperature reached 400 ° C., and then left in air for cooling. Then, after surface finishing to a thickness of 9 mm to remove scale on the surface, cold rolling is performed, solution treatment is performed under the conditions shown in Table 1, and then aging treatment is performed at 500 ° C. for 12 hours. It was made into a plate of 0.1 mm in thickness by cold rolling. Finally, strain relief annealing was performed at 500 ° C. for 1 minute.
The following characteristic evaluation was performed to each test piece obtained in this way. The results are shown in Table 2.
<強度(0.2%耐力)>
各試験片に対し、JIS Z2241に基づいて圧延平行方向の引張試験を行って、0.2%耐力(YS:MPa)を測定した。
<Strength (0.2% proof stress)>
Each test piece was subjected to a tensile test in the rolling parallel direction based on JIS Z2241 to measure a 0.2% proof stress (YS: MPa).
<導電率>
導電率(EC:%IACS)については、JIS H0505に準拠し、ダブルブリッジによる体積抵抗率測定により求めた。
<Conductivity>
The conductivity (EC:% IACS) was determined by volume resistivity measurement using a double bridge in accordance with JIS H0505.
<結晶方位の集積度>
結晶方位の集積度はEBSD(Electron Back Scatter Diffraction:電子後方散乱回折)測定を用いて評価した。まず試験片を20mm四方に切り出し、圧延面表面をリン酸67%+硫酸10%溶液中で電圧15Vで60sec電解研磨して、組織を現出させた。測定には日本電子株式会社製JXA8500Fを用い、試験片の圧延面法線方向(ND:Normal Direction)を入射電子線に対して70°傾け、圧延平行方向(RD:Rolling Direction)を試料ホルダーの傾斜方向に合わせて設置し、その傾斜面にフォーカスした電子線を照射した。加速電圧:15.0kV、照射電流量:5×10-8A、ワーキングディスタンス:15mmとし、観察視野500μm×500μm(ステップ幅1μm)でn=5で測定を行い、その平均値を算出して測定値とした。測定プログラムはTSL OIM data collection、解析プログラムはTSL OIM Analysisを用いた。圧延平行方向(RD)から逆極点図を撮影した場合に得られるステレオ三角に対し、ベクトル法による表示で用いられる等面積分割を行って得られたボックス番号1、21、36の結晶方位の集積度をそれぞれS1、S21、S36とし、S=S21/(S1+S36)の値を評価した。
<The degree of accumulation of crystal orientation>
The degree of integration of crystal orientation was evaluated using EBSD (Electron Back Scatter Diffraction) measurement. First, a test piece was cut into a 20 mm square, and the rolled surface was electropolished at a voltage of 15 V for 60 seconds in a 67% phosphoric acid + 10% sulfuric acid solution to reveal a texture. For measurement, JXA8500F manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd. is used, the normal direction of the rolling surface of the test piece (ND: Normal Direction) is inclined 70 ° to the incident electron beam, and the rolling parallel direction (RD: Rolling Direction) is It was installed according to the inclination direction, and the focused electron beam was irradiated to the inclined surface. Acceleration voltage: 15.0 kV, irradiation current amount: 5 × 10 -8 A, working distance: 15 mm, measurement is performed with n = 5 in the observation field of view 500 μm × 500 μm (step width 1 μm), and the average value is calculated It was a measured value. The measurement program used TSL OIM data collection, and the analysis program used TSL OIM Analysis. Accumulation of crystal orientations of box Nos. 1, 21 and 36 obtained by performing equal area division used in vector method display on stereo triangles obtained when imaging reverse pole figures from parallel rolling directions (RD) degrees to the S 1, S 21, S 36, respectively, to evaluate the value of S = S 21 / (S 1 + S 36).
<曲げ加工性(曲げ加工後の表面平均粗さRa)>
JIS H3130(2012)に従いW曲げ試験をGoodway(曲げ軸が圧延方向と直交)、R/t=1.0(t=0.1mm)で実施し、この試験片の曲げ部の外周表面を観察した。観察方法はレーザーテック社製コンフォーカル顕微鏡HD100を用いて曲げ部の外周表面を撮影し、付属のソフトウェアを用いて平均粗さRa(JIS B0601(2013)に準拠)を測定し、比較した。なお、曲げ加工前の試料表面はコンフォーカル顕微鏡を用いて観察したところ凹凸は確認できず、平均粗さRaはいずれも0.2μm以下であった。
曲げ加工後の表面平均粗さRaが1.0μm以下の場合を○、Raが1.0μmを超える場合を×と評価した。
<Bending workability (surface average roughness Ra after bending)>
Conduct the W bending test according to JIS H 3130 (2012) with Goodway (the bending axis is orthogonal to the rolling direction), R / t = 1.0 (t = 0.1 mm), and observe the outer peripheral surface of the bent part of this test piece did. As an observation method, the outer peripheral surface of the bent portion was photographed using a confocal microscope HD100 manufactured by Lasertec Corporation, and the average roughness Ra (based on JIS B 0601 (2013)) was measured and compared using the attached software. In addition, when the sample surface before bending was observed using a confocal microscope, the unevenness | corrugation was not able to be confirmed, but average roughness Ra was 0.2 micrometer or less in all.
The case where the surface average roughness Ra after bending was 1.0 μm or less was evaluated as ○, and the case where Ra exceeded 1.0 μm was evaluated as x.
<スプリングバック角度Δθ>
JIS H3130(2012)に準拠した90°W曲げ加工を行った試験片について、KEYENCE社製マイクロスコープVW−6000を用いて曲げ断面を観察し曲げ角度θ(deg)を測定した。この曲げ角度と、金型で負荷した時の曲げ角度(=90°)の差θ−90°をスプリングバック角度Δθ(deg)とした。
<Springback angle Δθ>
About the test piece which performed the 90 degree W bending process based on JISH3130 (2012), bending cross section was observed using KEYENCE Corporation microscope VW-6000, and bending angle (theta) (deg) was measured. The difference θ-90 ° between this bending angle and the bending angle (= 90 °) when loaded with a mold was taken as the springback angle Δθ (deg).
表1、2に示すように、発明例1〜17はいずれも、所定の条件の均質化焼鈍、熱間圧延及び溶体化処理等を行ったことにより、圧延平行方向の0.2%耐力が550MPa以上、導電率が55%IACS以上、さらに、S=S21/(S1+S36)≧0.5となった。また、良好な曲げ加工部外周表面粗さRa、スプリングバック角度Δθを得ることができた。 As shown in Tables 1 and 2, in each of Inventive Examples 1 to 17, 0.2% proof stress in the rolling parallel direction was obtained by performing homogenization annealing, hot rolling, solution treatment and the like under predetermined conditions. It became 550 MPa or more, the conductivity was 55% IACS or more, and further, S = S 21 / (S 1 + S 36 ) ≧ 0.5. Moreover, favorable bending process outer peripheral surface roughness Ra and spring back angle (DELTA) (theta) were able to be obtained.
比較例1は、熱間圧延のひずみ速度が小さすぎるため、S=S21/(S1+S36)が小さくなり、曲げ加工部外周表面粗さRa及びスプリングバック角度Δθが悪化した。
比較例2は、熱間圧延のひずみ速度が大きすぎるため、熱間圧延に割れが生じてしまい、製品を得ることができなかった。
比較例3は、均質化処理における温度が低すぎたことにより、粗大なCo−Si粒子を母相に固溶させることができず、S=S21/(S1+S36)が小さくなり、0.2%耐力、曲げ加工部外周表面粗さRa及びスプリングバック角度Δθが悪化した。
比較例4は、均質化処理における温度が高すぎたことにより、熱間圧延後の結晶粒が粗大になり、S=S21/(S1+S36)が小さくなり、曲げ加工部外周表面粗さRa及びスプリングバック角度Δθが悪化した。
比較例5は、熱間処理後の冷却速度が遅すぎたため、粗大なCo−Si粒子が析出してしまい、S=S21/(S1+S36)が小さくなって、0.2%耐力及び曲げ加工部外周表面粗さRaが悪化した。
比較例6は、溶体化処理における温度が高すぎたため、0.2%耐力が悪化し、またS=S21/(S1+S36)が小さくなり、スプリングバック角度Δθが悪化した。
比較例7は、溶体化処理における温度が低すぎたため、0.2%耐力が悪化し、またS=S21/(S1+S36)が小さくなり、曲げ加工部外周表面粗さRaが悪化した。
比較例8、9は、Co量が所定の範囲から外れたことにより、0.2%耐力、導電率ないし曲げ加工部外周表面粗さRaが悪化した。
比較例10、11は、質量割合でCo/Siが所定の範囲から外れたことにより0.2%耐力又は導電率が低くなった。
In Comparative Example 1, since the strain rate of hot rolling is too small, S = S 21 / (S 1 + S 36 ) becomes small, and the outer peripheral surface roughness Ra and the springback angle Δθ of the bent portion deteriorate.
In Comparative Example 2, since the strain rate of hot rolling was too large, cracking occurred in the hot rolling, and a product could not be obtained.
In Comparative Example 3, coarse Co-Si particles can not be solid-solved in the matrix because the temperature in the homogenization treatment is too low, and S = S 21 / (S 1 + S 36 ) decreases. The 0.2% proof stress, the outer circumferential surface roughness Ra of the bent portion and the spring back angle Δθ deteriorated.
In Comparative Example 4, since the temperature in the homogenization treatment is too high, the crystal grains after hot rolling become coarse, S = S 21 / (S 1 + S 36 ) becomes small, and the outer peripheral surface of the bent portion is roughened. And the springback angle .DELTA..theta.
In Comparative Example 5, since the cooling rate after the hot treatment was too slow, coarse Co-Si particles were precipitated, and S = S 21 / (S 1 + S 36 ) became small, and 0.2% proof stress And the bending part outer peripheral surface roughness Ra deteriorated.
In Comparative Example 6, since the temperature in the solution treatment was too high, the 0.2% proof stress deteriorated, and S = S 21 / (S 1 + S 36 ) decreased, and the springback angle Δθ deteriorated.
In Comparative Example 7, since the temperature in the solution treatment was too low, the 0.2% proof stress deteriorated, and S = S 21 / (S 1 + S 36 ) decreased, and the outer peripheral surface roughness Ra of the bent portion deteriorated. did.
In Comparative Examples 8 and 9, when the amount of Co deviated from the predetermined range, the 0.2% proof stress, the conductivity, and the outer peripheral surface roughness Ra of the bending portion deteriorated.
In Comparative Examples 10 and 11, 0.2% proof stress or conductivity decreased due to Co / Si being out of the predetermined range by mass ratio.
以上より、この発明によれば、電子材料に用いて好適な0.2%耐力、導電率及び曲げ加工性を有するとともに、曲げ加工時におけるスプリングバックを抑制した信頼性の高い電子材料用銅合金が得られることが分かった。 As described above, according to the present invention, a copper alloy for electronic materials with high reliability, which has 0.2% proof stress, conductivity and bending workability suitable for use in electronic materials and which suppresses springback during bending. Was found to be obtained.
Claims (6)
S=S21/(S1+S36)≧0.5
の関係を満たす電子材料用銅合金。 EBSD (Electron Back Scatter) containing 0.5 to 3.0% by mass of Co, and containing Si in a mass ratio so that Co / Si is 3 to 5 with the balance being copper and unavoidable impurities Box numbers 1, 21 obtained by performing equal area division used in vector method display on stereo triangles representing crystal orientations in the rolling parallel direction (RD) obtained from Diffraction (electron backscattering diffraction) measurement Assuming that the degree of integration of the 36 crystal orientations is S 1 , S 21 and S 36 respectively,
S = S 21 / (S 1 + S 36 ) ≧ 0.5
Copper alloys for electronic materials that satisfy the relationship of
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